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  • Des chercheurs de Harvard créent des neurones qui s’illuminent lorsqu’ils s’activent

    Posté le 12 décembre 2011

    Des scientifiques de Harvard ont créé des neurones génétiquement modifiés qui s’illuminent lorsqu’ils s’activent. Cela permettra de voir comment les signaux circulent dans le cerveau et pourrait également accélérer le developpement de médicaments.

    Cette recherche consiste à utiliser un gène provenant d’un micro-organisme de la Mer Morte pour produire une protéine qui rayonne lorsqu’elle est exposée au signal électrique d’un neurone. Cela permet aux scientifiques de tracer la propagation des signaux à travers la cellule.

    Pour créer ces neurones, Adam Cohen et son équipe ont infecté des cellules cérébrales cultivées en laboratoire avec un virus génétiquement modifié qui contenait le gène produisant la protéine. Une fois infectées, les cellules commencent à fabriquer la protéïne, leur permettant de s’allumer.

    La membrane cellulaire des neurones est une substance active. Normalement, l’intérieur de la cellule est négativement chargé par rapport à l’extérieur. Lorsqu’un neurone s’active, la tension s’inverse pendant un temps très bref d’environ 1/1000ème de seconde. Ce bref pic de tension voyage vers le bas du neurone et active les autres neurones en aval. La protéine se situe dans la membrane des neurones ce qui fait que les protéines émettent de la lumière lors de la propagation de cette impulsion.

    Cette recherche a le potentiel de révolutionner la compréhension des scientifiques sur la manière dont les signaux électriques se déplacent dans le cerveau et dans les autres tissus.

    « Avant, le meilleur moyen de faire une mesure de l’activité électrique dans une cellule était d’y attacher une électrode et d’enregistrer les résultats avec un voltmètre ». « Le problème, cependant, était que vous pouviez seulement mesurer la tension sur un point, vous ne voyiez pas une carte spatiale de la manière dont les signaux se propageaient. Maintenant, nous allons pouvoir étudier la manière dont le signal se propage, s’il se déplace dans tous neurones à la même vitesse, et même comment les signaux changent si les cellules subissent quelque chose qui s’apparente à un apprentissage ».

    Une autre limitation de l’utilisation d’électrodes, est que la technique tend à tuer les cellules relativement rapidement, rendant impossible l’étude des processus qui se déroulent dans le temps. La nouvelle approche ouvre la porte à l’étude des effets de la croissance et du développement sur les neurones; elle pourrait également mener à des avancées sur le développement de cellules souches. Etre capable de pister les voies qu’empruntent les signaux électriques a des applications pratiques, explique Cohen. Surtout lorsqu’il s’agit de l’élaboration de nouveaux médicaments ou autres thérapies.

    « Beaucoup de médicaments ciblent les canaux ioniques, qui sont des protéines importantes contrôlant l’activité du coeur et du cerveau ». « Pour le moment, si vous voulez tester un composé conçu pour activer ou désactiver un canal ionique particulier, vous devez cultiver la cellule, la tester avec une électrode, puis ajouter le médicament et voir ce qu’il se passe. C’est un processus extrêmement lent qui prend généralement une heure ou 2 pour chaque point de donnée.

    « Maintenant que nous pouvons le faire de manière optique dans le microscope, nous pouvons tester l’efficacité d’un médicament sur une cellule en quelques secondes. Au lieu de tester un composé ou 10 composés, nous pouvons essayer de tester des milliers ou des centaines de milliers. Nous pouvons tester différentes conditions, différents mélanges ». Le processus pourrait même ouvrir de nouvelles voies de recherche dans l’étude de maladies génétiques qui vont de la dépression jusqu’aux maladies cardiaques ».

    Les chercheurs peuvent cultiver des cellules en laboratoire qui sont génétiquement identiques à celles d’un patient connu pour être porteur d’une prédisposition génétique à une maladie particulière, et étudier comment les signaux se déplacent à travers ces cellules.

    La recherche de Adam Cohen a été soutenue par le Harvard Center for Brain Science, les subventions des National Institutes of Health, et le programme de subvention de recherche conjointe en neuroscience entre Harvard et le MIT

    Source : Harvard Gazette

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